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第七讲 氧化还原反应
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考纲导引 考点梳理
1. 了解氧化还原反应的本质是电子的转
1. 氧化还原反应。
移。
2. 电子转移的表示方
2.
了解常见的氧化还原反应。
法。
3. 常见的氧化剂和还原剂。
基础知识梳理
一、氧化还原反应
1.
氧化还原反应的定义:在反应过程中有
变化的化学反应叫做氧化还原反应。在氧
化还原反应中,反应物所含元素化合价
的反应称为氧化反应;反应物所含元素化合
价
的反应称为还原反应。氧化反应和还原反应对立统一于同一个氧化还原反应之中。
2.
氧化还原反应的实质: 元素化合价变化是
的外观表现,
是氧化还原反应的实质。
3.
氧化还原反应的特征(判断依据) :反应前后某些元素的
发生了变化。
4. 氧化还原反应与四种基本类型反应之间的关系
化合反应: 的是氧化还原反应。分解反应:
的是氧化还原反应。
(注意 :有单质参加和有单质生成的反应不一定是氧化还原反
.......................
应。例如:石墨转化为金刚石等)
.
置换反应: 是氧化还原反应。复分解反应:都
是 反应。 ( 如图 )
二、电子转移的表示方法
1. 单线桥法。从被氧化(失电子,化合价升高)的元素指向被还原(得电子,化合价降低)的元素,标明电子数目,不需注明得失。例:
-
2e
—
MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2+Cl 2↑ +2H2O
2. 双线桥法。得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。例:
得 2e-—
MnO2+ 4HCl (浓) MnCl2+Cl 2↑ +2HO
失 2e-—
说明:注意两类特殊的化学反应。①歧化反应,同种元素同价态在反应中部分原子化合价升高,部分
原子化合价降低。例: 得 5× e
3Cl2 +6KOH KClO3+5KCl+3H2O
②归中反应。不同价态的同种元素的原子在反应中趋于中间价态
得 5e-
KClO3+ 6HCl 3Cl 2+ 6KCl ↑ +3H2O
失 5× e-
三 、氧化剂和还原剂
1. 氧化剂和还原剂的相关概念
氧化剂 : 电子 ( 所含某元素化合价 ) 的反应物;还原剂: 电子(所含某元素化合
价 )的反应物。说明:①氧化剂和还原剂均是指反应物... ,是一种化学物质,而不是指某一种元
素;②氧化剂具有 性,氧化剂本身被 ,即发生 反应,转化为 产物;还原剂具
有 性,还原剂本身被 ,即发生 反应,转化为 产物(图示如下) :
2. 常见的氧化剂和还原剂
氧化剂
还原剂
活泼金属单质: Na、Al 、 Fe 等
活泼非金属单质:
X2、O2、 S 等
C、 H2、S
某些非金属单质:
高价金属离子: Fe3+ 不活泼金属离子: Cu2+ 、低价金属离子: Fe2+非金属的阴离子及其化
Ag+
合物:
其他: [Ag(NH 3) 2] + 、新制 Cu(OH)2 等
S2- 、 H2S、I - 、 HI、 Br - 、 HBr 等
某些含氧化合物:
Na O 、H O
HClO、 HNO、 低价含氧化合物: CO、SO 、H SO 、Na SO 、
2 2 2 2、
3
2 2 32 3
浓 H SO 、 NaClO、Ca(ClO)
2
、 KClO 、 KMnO
H C O 、含— CHO的有机物等
2
4
3
4
2
2
4
既可作氧化剂又作还原剂的有: S、 SO、 H SO 、 SO 、 NO、Fe2+ 及含— CHO的有机物
2 3 2
四、氧化还原反应中的规律
1.转化规律 ( 归中规律 ) :同种元素不同价态之间的反应,遵循以下规律:
25
失 5e
应用:分析判断氧化还原反应能否发生,元素化合价如何变化。例如浓 H SO 与 SO 不会发生反应;
2 4 2
KClO3+ 6HCl( 浓)= KCl + 3Cl 2↑+ 3H2O反应中, KClO3 中+ 5 价的氯不会转化为 KCl 中- 1 价的氯。
2.难易规律:越易失电子的物质 ,失电子后就越难得电子 ,越易得电子的物质 ,得电子后就越难失
........ .......... ........ ........
去电子 ;一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,优先与还原性最 强的还原剂发生反应 ;同理,一种还
... ....... .........
原剂遇到多种氧化剂时,氧化性最强的氧化剂 优先反应 。
......... ....
应用:判断物质的稳定性及反应顺序和方向。
3.守恒规律:化合价有升必有降,电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应,化合价升降总
......
数相等 ,得失电子总数相等 。
... ........
应用:计算和配平氧化还原反应方程式。
一般步骤: (1) 找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。 (2) 找准一个原子或离子得失电子
数 ( 注意化学式中粒子的个数 ) 。 (3) 根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n( 氧化剂 ) ×变价原子个数×化合价变化值= n( 还原剂 ) ×变价原子个数×化合价变化值。
4. 性质表现规律:若某元素有多种可变价态,处于最高价态时,只有氧化性;处于最低价态时,只有还原性;处于中间价态时,既有氧化性,又有还原性。
5. 强弱规律:氧化剂只有一种,还原剂有多种,则还原性强的先被氧化;还原剂只有一种,氧化剂有
多种,则氧化性强的先被还原;例如:在 CuSO4和 AgNO3的混合溶液中加入适量铁粉, Ag 先被置换出
来, Cu 后被置换出来。又如:在 FeBr 2 溶液中通入 Cl 2 由少至多,先看到溶液变黄色,后看到溶液变
2+ -
橙色,则还原性 Fe >Br 。
五、氧化性、还原性强弱的判断
物质氧化性、还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关,常用的判断方法有:
1. 根据反应原理判断
3. 根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,还原剂价态升高越大,氧化剂氧化性越强。
点燃 △
例如: 2Fe+ 3Cl 2=====2FeCl 3, Fe+ S=====FeS
可以判断氧化性: Cl 2>S
4. 根据反应的难易程度
氧化还原反应越容易进行 ( 表现为反应所需条件越低 ) ,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越
强。不同的还原剂 ( 或氧化剂 ) 与同一氧化剂 ( 或还原剂 ) 反应时,条件越易或者氧化剂 ( 或还原剂 ) 被还原 ( 或被氧化 ) 的程度越大,则还原剂 ( 或氧化剂 ) 的还原性 ( 或氧化性 ) 就越强。
5. 依据元素周期律进行判断①金属单质与水或非氧化性酸反应越容易,金属的还原性越强。②金属最高价氧化物对应水化物的碱
性越强,金属的还原性越强。③非金属气态氢化物越稳定,非金属的氧化性越强。④非金属单质与氢气化合越容易,非金属的氧化性越强。⑤非金属最高价氧化物对应含氧酸酸性越强,非金属的氧化性越强。
6. 根据原电池、电解池的电极反应判断
① 两种不同的金属构成原电池的两极。其还原性:负极 >正极。② 用惰性电极电解混合溶液时,
在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,而在阳极先放电的阴离子的还原性较强 。
7. 有些物质的氧化性和还原性海域浓度有关: 例如:浓硫酸和稀硫酸,浓硝酸和稀硝酸等。
六、氧化还原反应方程式的配平
1. 化合价升降法 ( 即电子得失法或氧化数法 )
2. 计算步骤①写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
②使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法) 。
氧化性:氧化剂 >氧化产物;氧化剂 >还原剂
③用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察
还原性:还原剂 >还原产物;还原剂 >氧化剂。
法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上) ,配平后把单线改成等号。
2. 根据物质活动性顺序比较
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
①金属活动性顺序 ( 常见元素 )
26
要点名师透析
一、氧化还原反应中的规律
典例 1 (2011 ·惠州调研 ) ClO2 是一种常用的预防“禽流感”的消毒剂,可通过以下反应制得 ( 未配
平 ) : KClO +H C O + H SO →ClO ↑+ K SO +CO ↑+ H O。下列说法正确的是 ( )
3 2 2 4 2 4 2 2 4 2 2
A. H SO 作氧化剂 B . ClO 是氧化产物
2 4 2
C. H2C2O4 被氧化 D .每消耗 1 mol KClO3 就有 2 mol 电子转移
二、氧化性、还原性强弱的判断
典例 2 根据下列方程式: (1)2Fe 2+ + Cl 2=2Fe3+ + 2Cl - ;(2)HClO + HCl=Cl 2+ H2O;(3)2Fe 3+ + Cu=
2Fe2+ + Cu2+ ;(4)Fe + Cu2+=Fe2+
+ Cu,判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是(
)
3+
2+
2+
3+
2+
2+
A. Fe
>HClO>Cl2>Fe
>Cu
B. HClO>Cl2>Fe
>Cu
>Fe
3+
2+
2+
3+
2+
2+
C. Cl 2>HClO>Fe
>Cu
>Fe
D. HClO>Fe
>Cl 2>Cu
>Fe
三、氧化还原反应方程式的配平
典例 3 将 NO+ Zn+ H O
NH + Zn(OH) 2 配平后,离子方程式中
H O的化学计量数是 (
)
2
3
2
A. 2
B. 3
C. 6
D. 8
高考真题
1.(2011·江苏高考·9)NaCl 是一种化工原料, 可以制备一系列物质 (如图)。下列说法正确的是 (
)
2. (2011·全国卷
2-
)废水用硫酸亚铁铵 [FeSO ·(NH ) SO·6H O]处 理,反应
I ·13)某含铬( Cr O
2
7
4
4
2
4
2
中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到
n mol
FeO·Fe y CrxO3,不考虑处理过程中
的实际损耗,下列叙述错误
的是 (
)
..
A. 消耗硫酸亚铁铵的物质的量为
n(2-x) mol B.
处理废水中 Cr
O
2-
的物质的量为
nx
mol
2
7
2
C. 反应中发生转移的电子数为
3nx mol
D.
在 FeO·Fe yCrxO3 中, 3x=y
3. ( 2010 天津· 5)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是
(
)
A.用 Fe Cl 3
溶液腐蚀铜线路板: Cu + 2F e 3 +
= Cu2+ + 2Fe 2+
2 2
2
2
2
2
2
O
=
2N a
+
+ 2O H
-
+ O
2
↑
B.Na O 与 H O 反应制备 O
: Na O + H
C.将氯气溶于水制备次氯酸:
Cl 2 + H
2 O =
2H
+
-
-
+ Cl
+ ClO
D.用浓盐酸酸化的
KMn O4
溶液与 H2 O2
反应,证明 H2 O2 具有还原性:
2MnO + 6H
+
+ 5H
2
2
2+
+ 5O
2
2
O
O
= 2Mn
↑ + 8 H
4
4. ( 2010 ·安徽· 7T)亚氨基羟( Li 2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储氢原
理可表示为 Li 2NH+ H2= LiNH2+ LiH 。下列有关说法正确的是 ( )
A. Li 2NH中 N 的化合价是- 1 B. 该反应中 H2 既是氧化剂又是还原剂
C.Li + 和 H+的离子半径相等 D. 此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
5. ( 2010 ·广东理综· 33T)( 16 分)
某科研小组 用 MnO2和浓盐酸制备 Cl 2 时,利用刚吸收过少量 SO2 的 NaOH溶液对其尾气进行吸收
处理。( 1)请完成 SO2 与过量 NaOH溶液反应的化学方程式: SO2+2NaOH = ________________ .
( 2)反应 Cl 2+Na2SO3+2 NaOH===2NaCl+NaSO4+H2O中的还原剂为 ________________ .
( 3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在 Cl 、 OH 和 SO24 .请设计实验,探究该
吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑 空气的 CO2 的影响).
...
①
提出合理假设
2-
2-
也不存在 ClO ;假设 3:_____________ .
.假设 1:只存在 SO3
;假设 2:既不存在 SO3
②
设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选
..实验试剂:
-1 24
-1
-1
4
溶液、紫色石蕊试液.
3moL L H SO、1moL L
NaOH、0.01mol L
KMnO、淀粉 -KI
实验步骤
预期现象和结论
A.25 ℃, NaHCO3在水中的溶解度比 Na2CO3 的大
B. 石灰乳与 Cl 2 的反应中, Cl 2 既是氧化剂,又是还原剂 C. 常温下干燥的 Cl 2 能用钢瓶贮运,所以 Cl 2 不与铁反应
D. 如图所示转化反应都是氧化还原反应
步骤 1 :取少量吸收液于试管中,滴加 3
moL L-1 H2SO4 至溶液呈酸性,然后将所得溶
液分置于 A、 B 试管中.
步骤 2:
27
步骤 3:
模拟演练
班级
姓名
一、选择题
1.(2011 ·银川模拟 ) 某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在
H2O、
-
-
-
、 N 、Cl
-
六种微粒,在反应过程中测得
-
和 N 的物
ClO
、CN 、HCO
ClO
3
2
2
质的量随时间变化的曲线如图所示。下列有关判断中正确的是
(
)
A.还原剂是
-
-
,还原产物是
HCO
-
CN ,氧化产物只有 N
B.氧化剂是 ClO
2
3
C.配平后氧化剂与还原剂的计量数之比为 5∶2 D.标准状况下若生成 2.24 L N2,则转 移电子 0.5 mol 2.(2011 ·广州模拟 ) 根据以下几个反应:
① Cl 2+2KI ==== 2KCl+I
2
②2FeCl
2+Cl2 ==== 2FeCl
3
③ 2FeCl
3
+2KI ==== 2FeCl
+2KCl+I
2
④ I
2
+SO +2H O ==== H
SO +2HI
2
2
2
2
4
判断氧化性由强到弱的顺序是
(
)
A. Cl
2
> I > Fe3+
> SO
B. Cl
> Fe3+> I
2
>SO
2
2
2
2
C. Cl
2
> Fe3+>SO > I
2
D. Fe3+> I
2
> Cl
2
> SO
2
2
3.(2011
·合肥模拟 ) 向含有 1 mol FeCl
2
的溶液中通入
0.2 mol Cl
,再加入含
0.1 mol X O
2-
的酸
2
2
7
性溶液,使溶液中
Fe2+恰好全部被氧化,并使
X O 2- 还原为 Xn+,则 n 值为 (
)
2
7
A.2 B.3 C.4 D.5
4. 三氟化氮( NF3)是一种无色、无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,可由氨气和氟气反应得到: 4NH3+3F2=NF3+3NH4F。在潮湿的空气中。 NF3 能与水蒸气发生氧化还原反应,其反应的产物
有 HF、 NO和 HNO3。下列说法正确的是(
)
A. .在 NF3 与 H2O的反应中, H2O作还原剂
B. .在制取 NF 的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
3: 1
3
C.若在制取 NF 的反应中有 0.5molNH
3
参加反应,转移电子的物质的量为3mol
3
D. NF3 在空气中一旦泄漏,不易于发现
5. 钢铁“发蓝”是指在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。化学方程式①②③表示钢铁
“发蓝”的变化原理,下列说法不正确的是
① 3Fe+NaNO2+5NaOH = 3Na2FeO2+H2O+NH3↑;② 6Na2FeO2+NaNO2+5H2O = 3 Na 2Fe2O4+ NH3↑+7NaOH;
③ Na 2FeO2+ Na 2Fe2O4+2H2O = Fe 3O4+4NaOH;
A.该生产过程会产生污染 B .反应②中的氧化剂是 NaNO2
C.反应①②③均是氧化还原反应 D .整个反应过程中每有 16.8gFe 参加反应转移 0.8mol 电子
6. 工业上生产 MnO2和 Zn 的主要反应有:
① MnO2+ ZnS+ 2H2SO4===MnSO4+ ZnSO4+ S+ 2H2O
电解
② MnSO4+ ZnSO4+ 2H2O=====MnO2+ Zn+2H2SO4
下列说法不正确 的是 (
)
...
A.①中 MnO2和 H2SO4 都是氧化剂
B
.①中析出
16 g S 时转移
1 mol 电子
C.②中 MnSO4发生氧化反应
D
.硫酸在该生产中可循环利用
7.(2011 ·聊城月考 ) 有下列三个反应: ① Cl 2+ FeI 2===FeCl2+ I 2 ②2Fe2+ +Br 2===2Fe3++ 2Br -
③ Co2O3
+ 6HCl===2CoCl + Cl
↑+ 3H O。下列说法正确的是
(
)
2
2
2
A.①②③中的氧化产物分别是
I 2、 Fe3+ 、CoCl 2
B.根据以上方程式可以得到氧化性
2
3+
2 3
Cl
> Fe
> Co O
C.可以推理得到
Cl 2+ FeBr2===FeCl2+ Br 2
2 mol HCl 被氧化
D.在反应③中当
1 mol
Co O 参加反应时,
2
3
8. (2011 ·崇文模拟 ) 做实验时不小心使皮肤上沾了一些高锰酸钾,形成的黑斑很久才能消除,如果
用草酸 ( 乙二酸 ) 的稀溶液洗涤黑斑可以迅速褪去,其离子方程式为:
-
2-
+
2+
MnO4
+C2O4
+ H ―→CO2↑+ Mn
+ ,下列有关叙述正确的是 ( )
2-
A.发生还原反应的是 C2O4
-
B.该离子方程式右侧方框内的产物是 OH
C. 10 mol H +参加反应时,电子转移 5 mol
D.该反应的氧化剂为 KMnO4
9.(2011 ·锦州模拟 ) 下列各组离子在碱性条件下能大量共存,且在强酸性条件下能发生氧化还原反应的是
2+
3+
、SO4
2-
、 Cl
-
+
+
2-
-
A.Ca
、Al
B . K 、 Na
、 SO3
、 NO3
+
+
-
2-
+
+
-
2-
C.Na 、 K 、 NO 、 SO
D . NH 、 Na 、 Cl
、 CO
3
4
4
3
10.用高铁酸钠 (Na 2FeO4) 对河湖水消毒是城市饮用水处理的新技术。
已知反应 Fe2O3+ 3Na2O2===2NaFeO4
+ Na2O,下列说法正确的是 (
)
B
. Fe O 在反应中得到电子
A. Na O 既是氧化剂又是还原剂
2
2
2
3
C. 3 mol
Na2O2 发生反应,有
12 mol e - 发生转移
D. Na2FeO4 能消毒杀菌是因其具有强氧化性
二、非选择题
11.(2011 ·菏泽模拟 ) 储氢纳米碳管的成功研制体现了科技的进步。用电弧法合成的碳纳米管常伴有
大量的杂质——碳纳米颗粒。
这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。
其反应中的反应物和生成物有
C、
CO、 HSO、 K Cr O 、K SO、 Cr (SO )
和 H O七种。
2
2
4
2
2
7
2
4
2
4
3
2
(1) 请用上述物质填空,并配平化学方程式:
C+ ________+ H2SO4—— ________+ ________+ Cr2(SO4) 3+ H2O
(2) 上述反应中氧化剂是 ________( 填化学式 ) ,被氧化的元素是 ________( 填元素符号 ) 。
28
(3)H 2SO4 在上述反应中表现出来的性质是
( 填选项序号 )________ 。
A.氧化性
B .氧化性和酸性
C.酸性
D
.还原性和酸性
(4) 若反应中电子转移了
0.8 mol
,则产生的气体在标准状况下的体积为
____。
答案 一、 素化合价变化
升高
降低
电子转移
电子转移
化合价
有单质参加
有单质生
成
全部是
非氧化还原反应
三、得到
降低
失去
升高
氧化
还原 还原
还原 还原 氧化
氧化 氧化
要点名师透析
典例 1
C
典例 2 B
典例 3 D
高考真题 B A A B
5、(1) Na
2SO+H O
3
2
(2) Na
2SO3
(3)
2-
-
都存在②
①SO3
、 ClO
实验步骤
预期现象和结论
步骤
1 :取少量吸收液于试管中,滴加
3
-1
H2SO 至溶液呈酸性, 然后将所得溶液
moL L
4
分置于 A、B 试管中
步骤 2:在 A 试管中滴加紫色石蕊试液
若先变红后退色,证明有
ClO- ,否则无
步骤
3:在 B 试管中滴加
0.01mol
-1
KMnO4
若紫红色退去,证明有
2-
,否则无
L
SO3
溶液
模拟演练 C B B B C
11、 (1)3 2 K2Cr2O7
A D D B D
8 3 CO2 2 K2SO4 2 8
(2)K 2Cr2O7 C (3)C (4)4.48 L
29
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